基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制

对基于电压源换流器的新型直流输电系统的数学模型和控制策略进行了研究。根据电压源换流器具有2个控制自由特点，确立了新型直流输电系统两端换流站的4个被控变量，导出了这种新型直流输电系统的稳态数学模型，并基此确定了电压源换流器中2个控制量分别控制2个被控量的近似解耦关系。根据导出的数学模型，设计了新型直流转电系统的稳态逆模型控制器。将逆模型控制器与2个解耦的控制环路相结合构成整个直流输电系统的控制器。仿真结果表明所设计的新型直输电系统控制器具有良好的控制性能。     

基于同步坐标变换的VSC-HVDC 暂态模型及其控制器

对基于电压源型换流器的新型直流输电系统的暂态数学模型和控制策略进行了研究,建立了同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统的暂态数学模型,提出了直接电流控制策略和双闭环控制器结构.内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,实现电流的快速跟踪控制;外环控制器由稳态逆模型和PI调节器构成,实现系统有功功率和无功功率的独立调节.最后,基于PSCAD/EMTDC的数字仿真验证了所设计的控制器具有很好的控制性能.     

基于自抗扰控制的VSC-HVDC控制器设计

对电压源型换流器高压直流输电系统的暂态数学模型进行了研究,提出了直接电流控制策略和双闭环控制器结构。内环电流控制采用自抗扰控制器实现电流的解耦,达到快速跟踪参考电流的目的;外环控制基于稳态逆模型设计了PI控制器,实现有功、无功功率的独立调节。通过Matlab/Simulink对VSC-HVDC系统控制进行了仿真分析,仿真结果验证了所设计的控制器具有良好的控制性能和较好的鲁棒性。     

在dq0坐标系建立的VSC-HVDC控制策略

对电压源换流器的暂态数学模型和控制策略进行了研究,建立了dq0坐标系下VSC-HVDC系统的暂态数学模型,并设计了相应的dq解耦控制器,实现了系统有功功率和无功功率的独立调节。利用PSCAD／EMTDC仿真软件对所设计的控制器进行了稳态和动态仿真,结果证明所设计的控制器是正确的,该控制器在系统稳态和动态情况下均具有良好的控制性能。     

向无源网络供电的VSC-HVDC离散模型及其控制策略

推导了在dq同步旋转坐标系下电压源高压直流输电(VSC-HVDC)系统的离散化数学模型,针对向无源网络供电的VSC-HVDC系统设计了相关的离散化控制器。基于换流器离散化数学模型,整流侧控制器采用定直流电压和定无功功率控制器;逆变侧控制器则采用定交流电压控制器,对无源网络的交流母线电压实现控制。应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立VSC-HVDC向无源网络供电的数字仿真模型及其离散化控制器。在各种工况下的仿真结果验证了所设计的离散模型的正确性以及控制策略的有效性。     

基于dq0同步坐标的柔性直流输电控制策略及仿真研究

基于电压源型变流器的柔性直流输电技术（VSC-HVDC）作为一种新型高压直流输电技术,具有很多技术优点和广阔的应用前景。目前,国内对该技术的研究处于起步阶段,诸多基础理论问题尚待深入研究。介绍了柔性直流输电系统的拓扑结构和工作原理,建立了基于dq0旋转坐标系的VSC-HVDC系统的数学模型,并在此基础上设计了基于稳态逆模型结构的有功控制器,定无功控制器和定直流电压控制器,并对其异步电网互联的运行情况进行了仿真研究。仿真结果表明,应用基于dq0旋转坐标系的直接电流控制方法可以很好地实现异步电网互联的功率传输,具有抗扰性好、稳态精度高、响应速度快等优点。     

基于dq0同步坐标的柔性直流输电控制策略及仿真研究

基于电压源型变流器的柔性直流输电技术(VSC-HVDC)作为一种新型高压直流输电技术,具有很多技术优点和广阔的应用前景.目前,国内对该技术的研究处于起步阶段,诸多基础理论问题尚待深入研究.介绍了柔性直流输电系统的拓扑结构和工作原理,建立了基于dq0旋转坐标系的VSC-HVDC系统的数学模型,并在此基础上设计了基于稳态逆模型结构的有功控制器,定无功控制器和定直流电压控制器,并对其异步电网互联的运行情况进行了仿真研究.仿真结果表明,应用基于dq0旋转坐标系的直接电流控制方法可以很好地实现异步电网互联的功率传输,具有抗扰性好、稳态精度高、响应速度快等优点.     

向无源网络供电的VSC-HVDC预测直接功率控制

为了研究电压源高压直流(VSC-HVDC)输电系统向无源网供电的性能,在αβ坐标系下VSC-HVDC系统的离散化数学模型基础上,基于预测控制原理和瞬时功率理论,针对向无源网络供电的VSC-HVDC系统设计了相关的离散化控制器;基于换流器离散化数学模型,整流侧控制器采用定直流电压和定无功功率控制,逆变侧控制器则采用定交流电压控制,对无源网络的交流母线电压实现控制。在建立VSC-HVDC向无源网络输电的Matlab/Simulink离散仿真模型的基础上,对不同功率因数的负荷和各被控量设定值的不同阶跃变化等各种工况进行了仿真分析。仿真结果证明了该控制方法的可行性和有效性。     

双端VSC-HVDC系统建模及控制方法研究

在dq0坐标系下建立了双端VSC-HVDC系统的数学模型,并基于该坐标系制定了相应的控制策略。所采用的控制器由外环控制器和内环控制器构成,外环控制器由基于常规PI调节器的定功率控制器/定电压控制器构成,输出为内环控制器的参考值;内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,实现电流的快速跟踪控制。此外,针对VSC-HVDC启动时需要限流和限压的要求,在启动前投入限流电阻,确保系统能够平稳快速的响应,系统达到稳态后切除限流电阻。最后,在PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的调节性能。     

基于VSC的高压直流输电系统的非线性控制

基于电压源型换流器的高压直流输电系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统,建立精确的换流器数学模型比较困难。文章采用非线性变换和非线性系统反馈线性化理论,建立了同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统换流器的非线性数学模型,结合线性系统最优控制原理,设计了VSC-HVDC系统的状态反馈线性化解耦控制器,实现系统有功功率和无功功率的解耦控制。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。     

改进型混合悬浮系统线性控制方法的研究

悬浮控制技术是磁悬浮技术中的核心和关键,其性能的好坏,将直接影响到磁浮系统的稳定性、安全性。在一般线性控制方法的基础上进行了改进。利用简化的混合单电磁铁的动态模型得出数学模型,而后在一般控制方法基础上得出以电流作为控制输入变量的控制模型。通过对2种控制模型的仿真分析,进一步验证了改进后的控制策略的优越性。     

永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制

为了实现直接转矩控制(direct torque control,DTC)永磁同步发电系统直流输出电压的快速而平稳控制,需要电磁转矩与定子磁链控制之间的解耦。该文首先根据定子静止坐标系中定子电流和定子磁链状态方程,推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为状态变量的永磁同步发电机仿射非线性模型。然后以该非线性模型为基础,结合输入输出线性化理论推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为输出变量的定子电压矢量给定数学模型。根据定子磁链幅值平方和电磁转矩跟踪控制要求,设计出线性化后系统输入控制变量形式,并据此进一步计算出定子电压参考矢量。最后利用空间电压矢量调制(space voltage vector modulation,SVVM),实现永磁同步发电机定子磁链幅值和电磁转矩控制的动态解耦。实验结果表明,采用该文提出的新型控制策略发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能,转矩及电流脉动较小,直流输出电压控制迅速而平稳。     

无刷直流电机模糊自整定PID控制研究及仿真

针对新能源汽车中的广泛采用的无刷直流电机的控制系统具有时变性、非线性、耦合强以及变量多等特点,基于无刷直流电机的数学模型,提出了一种简单实用的控制策略,即模糊自整定PID控制的闭环转速控制方案.该算法通过模糊逻辑语句创建模糊控制准则,根据转速变化对PID控制参数进行自动实时整定.利用MATLAB工具创建控制系统的仿真模型,仿真结果表明:模糊自整定PID控制系统实现转速响应快,超调量小,干扰后恢复时间短,鲁棒性强等优点,较传统PID控制有较大优势.     

计及变频器频率及电压调节暂态过程的异步化同步发电机变结构励磁控制

在考虑变频器的频率和电压调节暂态过程的情况下建立了异步化同步发电机ASG(Asynchronized Synchronous Generator)的暂态数学模型,采用改进的变结构控制方法,设计了ASG的变结构励磁控制系统。在ASG单机对无穷大系统上进行计算机仿真。并与常规的变结构励磁控制比较,结果表明,改进的变结构励磁控制系统不但能迅速减小各变量的变化值,改善系统的动态特性,使系统达到新的稳定状态,同时能有效地消除控制过程中产生的抖振现象,具有一定的优越性。     

计及控制设备动作次数约束的动态无功优化算法

将全天各负荷母线的有功和无功变化曲线分为24个时段,用控制变量的数学表达式描述有载调压变压器分接头和可投切并联电容器组的动作次数约束,提出了完整的非线性混合整数动态无功优化模型,并提出采用非线性原对偶内点法内嵌罚函数的方法求解该模型.在优化过程中较好地解决了变量离散化和控制设备动作次数限制之间的配合问题.以一个实际系统作为算例,分析了不同最大动作次数约束取值对动态无功优化结果的影响,并与单点静态优化计算结果进行了比较,以比较结果验证了该算法的正确性和有效性及在限制控制设备动作次数方面取得的成功.     

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。     

基于受控微分—代数系统灵敏度分析的紧急控制

基于时域仿真得到的系统受扰轨迹给出了暂稳紧急控制的非线性规划模型，该模型采用一种启发式的功角积分型指标构成稳定约束。通过引入受控非线性微分-代数系统灵敏度分析求出所定义的功角积分型指标对控制变量的梯度后，给出了所建立的暂稳紧急控制非线性规划模型的2种求解方法：近似规划算法和拟贪婪算法。所提出的暂稳紧急控制模型与时域仿真具有同等的模型适应性。对多机系统切机／切负荷暂稳紧急控制的数值仿真表明，该方法是有效的。     

基于非线性观测器的PMSM转子位置估计

本文提出了一种基于非线性观测器的永磁同步电动机(PMSM)的转子位置估计方案。非线性观测器构造两个新的状态变量,利用这两个状态变量中所包含的位置信息,将电动机转子的位置估算出来。为验证此方案的稳定性和可行性,以TI公司的数字信号处理器TMS320F2812为核心搭建硬件平台,对整个控制系统进行了实验验证。实验结果表明,所采用的非线性观测器对转子位置的估算非常有效,同时整个控制系统在比较宽的调速范围内能稳定运行。     

火电机组协调控制系统的解耦广义预测控制研究

先进的控制策略能够提高单元火电机组的控制品质。但是,由于机组协调控制存在的多变量强耦合问题,使得常规PID调节器难以达到很好的控制效果。对此,采用解耦广义预测控制算法建立了协调控制系统数学模型。仿真结果表明,基于解耦广义预测控制算法的协调控制系统控制效果明显优于普通广义预测控制系统,具有抗负荷扰动性能,鲁棒性强,适用于具有迟延和其它耦合性较强的系统。     

风力机参数的可辨识分析

风力机是风电机组吸收和转化风能的关键设备,准确的模型和参数是机组优化运行和控制的基础。文中基于风力机常用的高精度数学模型,运用计及实际运行工况的风力机的可测量量,进行参数的可辨识性理论分析,结果表明风力机的参数可辨识。